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挤压成型铝合金薄板焊接接头疲劳强度研究 被引量:1
1
作者 徐双喜 马甲金 +2 位作者 陈高澎 谌伟 吴轶钢 《武汉理工大学学报(交通科学与工程版)》 2025年第1期47-52,共6页
文中对整体挤压成型带筋薄板T型焊接的温度场和应力场进行了系统的模拟分析,并开展了一系列5083-H116铝合金整体挤压成型带筋薄板T型焊接接头疲劳实验.在此基础上,以焊接变形和残余应力为初始条件,基于热点应力更新了适用于整体挤压成... 文中对整体挤压成型带筋薄板T型焊接的温度场和应力场进行了系统的模拟分析,并开展了一系列5083-H116铝合金整体挤压成型带筋薄板T型焊接接头疲劳实验.在此基础上,以焊接变形和残余应力为初始条件,基于热点应力更新了适用于整体挤压成型带筋薄板T型焊接接头的疲劳等级曲线.与传统焊接接头相比,挤压板焊接接头横向残余应力提高了22.04%,焊接角变形降低了46%.结果表明,焊接变形和残余应力对传统薄板焊接结构的疲劳效应更为敏感. 展开更多
关键词 挤压成型 加筋板 薄板焊接变形 疲劳强度
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爆炸载荷下双向梯度负泊松比内芯结构防爆门性能分析
2
作者 陈清华 王兴田 +1 位作者 吕可 李保坤 《中国安全生产科学技术》 北大核心 2025年第10期56-66,共11页
为提高环境实验舱防爆门抗爆炸冲击性能和吸能特性,基于仿生拉胀内凹负泊松比结构,设计具有双向功能梯度内芯结构的防爆门。运用ABAQUS软件综合分析不同梯度芯层对冲击载荷下防爆门的压溃模式和能量吸收特性的影响,着重探讨不同爆炸载... 为提高环境实验舱防爆门抗爆炸冲击性能和吸能特性,基于仿生拉胀内凹负泊松比结构,设计具有双向功能梯度内芯结构的防爆门。运用ABAQUS软件综合分析不同梯度芯层对冲击载荷下防爆门的压溃模式和能量吸收特性的影响,着重探讨不同爆炸载荷下前后面板挠度和芯层能量吸收情况,并通过实验对仿真数据进行验证。研究结果表明:较于传统防爆门结构,改进后的防爆门后面板最大应力值降低约13.45%,防爆门结构比吸能提升27.08%。研究结果可为高抗爆防护结构的设计优化、轻量化防爆装备开发、多功能梯度材料在冲击防护领域的应用提供数据支撑与理论参考,并为航天、军工、车辆电池舱等领域的特种防爆门结构创新提供新的设计思路与工程解决方案。 展开更多
关键词 爆炸冲击载荷 环境实验舱 双向功能梯度 冲击波 负泊松比结构
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含初始变形薄板焊接结构应力放大和疲劳评估
3
作者 谌伟 彭靓 +1 位作者 吴冠宇 邱屿 《华中科技大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第10期84-90,共7页
针对薄板焊接接头在焊接过程中容易产生多种焊接变形,引起额外的应力集中效应,从而降低焊接结构的疲劳性能的问题,考虑到薄板焊接结构焊接初始变形的影响,修正并改进了焊接拐角处的应力放大系数计算公式,并利用本文公式评估了薄板铝合... 针对薄板焊接接头在焊接过程中容易产生多种焊接变形,引起额外的应力集中效应,从而降低焊接结构的疲劳性能的问题,考虑到薄板焊接结构焊接初始变形的影响,修正并改进了焊接拐角处的应力放大系数计算公式,并利用本文公式评估了薄板铝合金焊接接头的疲劳强度.通过5083铝合金薄板焊接结构的疲劳试验,获取对接焊接接头在不同拉伸载荷下的寿命数据,将实际焊接接头试件有限元结果与公式进行对比,同时与其他理论公式进行误差对比.结果表明:基于本文公式的切口应力法,可用于薄板焊接结构的应力放大系数修正和疲劳强度评估,与有限元计算结果对比,改进公式的误差和标准差分别为1.31%和0.55,具有良好的评估效果,确立了其在评估5083铝合金薄板焊接接头中的准确性与适用性. 展开更多
关键词 对接焊接接头 应力放大系数 焊接变形 疲劳评估 切口应力法
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改进型体心立方结构准静态压缩下变形规律及吸能特性分析
4
作者 谷涛 陈威 +2 位作者 李谱 施锐 李晓彬 《中国舰船研究》 北大核心 2025年第6期218-226,共9页
[目的]为提高轻量化点阵结构的力学性能,基于多构型组合设计方法设计一种改进型体心立方(BCC)点阵结构(BCCZ)。[方法]通过压缩试验,对比分析准静态压缩载荷下BCCZ与BCC点阵结构的力学性能和吸能特性;进一步采用数值仿真方法分析不同径... [目的]为提高轻量化点阵结构的力学性能,基于多构型组合设计方法设计一种改进型体心立方(BCC)点阵结构(BCCZ)。[方法]通过压缩试验,对比分析准静态压缩载荷下BCCZ与BCC点阵结构的力学性能和吸能特性;进一步采用数值仿真方法分析不同径长比下BCC与BCCZ点阵结构的力学性能及吸能特性,并采用数值仿真与试验相结合的方法对其力学性能进行研究,探究径长比对点阵结构压缩性能的影响。[结果]结果显示,随着径长比的提高,2种点阵结构的弹性模量、抗压强度和比吸能均有所提高,且BCCZ点阵结构在这3个方面的性能均优于BCC点阵结构;BCCZ点阵结构的抗压强度大于BCC点阵结构,且提高率均大于100%,但BCCZ抗压强度的提高率整体上有下降趋势,而比吸能的提高效率则越发明显。[结论]相关研究成果有助于船舶新型吸能防护结构设计。 展开更多
关键词 点阵结构 压缩性能 能量吸收 比吸能 抗压强度
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船用防护板架抗冲击试验及数值仿真研究
5
作者 路越 纵帅 +1 位作者 刘昆 王自力 《振动与冲击》 北大核心 2025年第23期213-221,238,共10页
在严苛的海洋环境作用下,船体结构不可避免面临冲击磨损与腐蚀破坏等问题,加装防护板架是提升舰船结构安全性的重要手段。该研究针对船舶甲板防护需求,设计了超高分子量聚乙烯和玻璃纤维这两种不同型式的船用防护板,通过落锤冲击试验与... 在严苛的海洋环境作用下,船体结构不可避免面临冲击磨损与腐蚀破坏等问题,加装防护板架是提升舰船结构安全性的重要手段。该研究针对船舶甲板防护需求,设计了超高分子量聚乙烯和玻璃纤维这两种不同型式的船用防护板,通过落锤冲击试验与数值仿真方法对比分析了不同材料防护结构的抗冲击性能,并开展参数化研究探讨了材料密度、摩擦因数以及撞击速度对复合板架动态力学性能的影响。研究结果表明,超高分子量聚乙烯防护板兼具高比强度与优异能量吸收特性,在有效保护船体构件的同时可实现自身完整性防护,研究成果可为舰船抗冲击防护结构设计提供理论依据和技术支撑。 展开更多
关键词 板架防护结构 复合材料 落锤冲击试验 数值仿真
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负泊松比夹层板声振特性试验
6
作者 王献忠 居啸天 +2 位作者 万沪川 高邦正 夏瑀 《振动.测试与诊断》 北大核心 2025年第1期124-131,204,共9页
为研究芯层为具有负泊松比特性的复合材料夹层板类结构的声振特性,提出了一种可靠的数值仿真方法,笔者运用模型试验对比数值计算的方式对其声振特性进行研究。首先,对碳/玻混杂纤维面板进行模态测试,结合多层次修正技术得到较为准确的... 为研究芯层为具有负泊松比特性的复合材料夹层板类结构的声振特性,提出了一种可靠的数值仿真方法,笔者运用模型试验对比数值计算的方式对其声振特性进行研究。首先,对碳/玻混杂纤维面板进行模态测试,结合多层次修正技术得到较为准确的面板材料参数;其次,对芯层填充橡胶进行试样单轴压缩试验,得到橡胶在Mooney-Rivilin本构模型下的相关参数;最后,对复合材料夹层板进行空气(水)中强迫振动和水中声辐射试验,得到振动加速度级和辐射声压级的响应。试验与数值仿真结果吻合良好,验证了提出的数值模型的合理性和计算方法的可靠性,为此类复合材料夹层结构的声振特性研究和预报提供了一种可靠的数值仿真方法。 展开更多
关键词 负泊松比 复合材料夹层板 模型试验 振动 声辐射
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薄膜型围护系统强度评估方法
7
作者 冯琛涵 王知谦 +1 位作者 袁昱超 唐文勇 《船舶工程》 北大核心 2025年第5期21-31,111,共12页
[目的]为了准确评估薄膜型围护系统的结构强度,提出一套完整的、易操作的薄膜型围护系统强度评估方法。[方法]以MarkⅢ薄膜型围护系统为研究对象,参考美国船级社(ABS)、挪威船级社(DNV)、法国船级社(BV)和英国劳氏船级社(LR)等4家船级... [目的]为了准确评估薄膜型围护系统的结构强度,提出一套完整的、易操作的薄膜型围护系统强度评估方法。[方法]以MarkⅢ薄膜型围护系统为研究对象,参考美国船级社(ABS)、挪威船级社(DNV)、法国船级社(BV)和英国劳氏船级社(LR)等4家船级社规范,对围护系统进行合理简化,建立主屏壁与绝缘层耦合的三维有限元模型;对比大范围与小范围有限元模型的应力和变形计算结果,验证单节点模型的可靠性;根据《国际散装运输液化气体船舶构造和设备规则》对围护系统可能受到的载荷进行总结和评估,得到全面的加载工况,分构件、分方向对围护系统进行强度评估。[结果]研究表明:最危险的评估工况为降温冷却、压载航行和碰撞;温度和压力对围护系统响应的影响远大于其他载荷;主屏壁受载发生局部应力集中会使胶合板的最大应力出现在主绝缘层内,并非次绝缘层底部。[结论]研究成果可供新型薄膜型围护系统的强度评估参考。 展开更多
关键词 MarkⅢ薄膜型围护系统 规范对比 一体化耦合 评估方法
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过载保载对金属材料疲劳裂纹扩展速率影响研究 被引量:5
8
作者 王珂 王哲 +1 位作者 王芳 崔维成 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2017年第7期895-906,共12页
文章基于载荷次序效应产生影响的原因和相关预报模型,提出了考虑单峰过载和保载共同作用下疲劳裂纹扩展速率预报模型。在文中提出的考虑载荷次序效应的疲劳裂纹扩展速率预报模型的基础上,对几种金属材料在单峰过载、多峰过载、过载与保... 文章基于载荷次序效应产生影响的原因和相关预报模型,提出了考虑单峰过载和保载共同作用下疲劳裂纹扩展速率预报模型。在文中提出的考虑载荷次序效应的疲劳裂纹扩展速率预报模型的基础上,对几种金属材料在单峰过载、多峰过载、过载与保载共同作用下疲劳裂纹扩展速率进行了预报研究,并将预报结果与相应试验结果进行了比较,对考虑载荷次序效应的疲劳裂纹扩展速率预报模型的适用性进行了验证。 展开更多
关键词 载荷次序 裂纹扩展率 过载保载 潜水器
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缺陷圆柱壳体外压屈曲的仿真分析 被引量:9
9
作者 同志学 郑飞 解妙霞 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期64-69,共6页
基于Ansys workbench有限元仿真软件,对含初始缺陷的圆柱壳体进行了外压屈曲的仿真研究。首先进行了理想圆柱壳体的特征值屈曲分析,得出前30阶线性屈曲失稳模态作初始几何缺陷。然后基于单一模态缺陷法和组合模态缺陷法建立具有初始几... 基于Ansys workbench有限元仿真软件,对含初始缺陷的圆柱壳体进行了外压屈曲的仿真研究。首先进行了理想圆柱壳体的特征值屈曲分析,得出前30阶线性屈曲失稳模态作初始几何缺陷。然后基于单一模态缺陷法和组合模态缺陷法建立具有初始几何缺陷的模型,利用有限元仿真分析的非线性稳定算法和弧长法进行非线性屈曲分析。最后设计圆柱壳体静压屈曲实验,得出了临界屈曲载荷。将非线性屈曲分析结果与实验结果、承压结构工程分析方法计算结果作对比分析,结果表明:弧长法与非线性稳定算法相比,预测精度更高;承压结构工程分析方法求出的结果非常保守,临界屈曲载荷远低于实验结果;第1阶模态缺陷不是对圆柱壳体承压能力最不利的初始缺陷,最不利初始缺陷的模态阶数一般为低阶;模型的初始缺陷幅值大小对临界屈曲压力有较大的影响,但对最不利初始缺陷的模态阶数没有影响。2种初始缺陷构造方法都是可行的,但低阶多模态组合缺陷模型具有更精准的预测精度,误差约为3.55%。 展开更多
关键词 圆柱壳体 初始缺陷 模态缺陷法 有限元 非线性稳定算法 弧长法
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舰船桅杆夹层结构稳定性数值分析和试验 被引量:2
10
作者 杨娜娜 王耀辉 +1 位作者 王伟 姚熊亮 《华中科技大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期63-67,共5页
通过探索舰船桅杆夹层结构在海洋环境中的力学特性,得到了结构在轴向载荷下的极限强度和破坏模式,其中复合层板结构的材料失效准则采用Tsai-Wu准则,建立计及材料非线性与几何非线性的夹层结构的力学模型.研究结果表明:夹层结构在轴向载... 通过探索舰船桅杆夹层结构在海洋环境中的力学特性,得到了结构在轴向载荷下的极限强度和破坏模式,其中复合层板结构的材料失效准则采用Tsai-Wu准则,建立计及材料非线性与几何非线性的夹层结构的力学模型.研究结果表明:夹层结构在轴向载荷作用下的失效模式以结构的整体失稳和局部分层失稳为主;在夹层结构数值分析中,首层失效和最终失效得到的临界失稳载荷差距很小,工程上可以简化分析,不考虑材料失效;船用夹层结构的极限承载力计算方法可以为复合材料结构的舰船应用提供基础性技术支撑和工程化判据. 展开更多
关键词 船舶结构 夹层结构 极限强度 渐进损伤分析 实验研究
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无限大正交加筋层合板的隔声性能分析 被引量:4
11
作者 庞福振 陈林 +1 位作者 缪旭弘 姚熊亮 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期1090-1096,共7页
基于经典层合板理论,计及加强筋弯曲及扭转运动影响,建立无限大正交加筋层合板传声损失的理论模型.采用空间谐波展开和虚功原理的方法,推导出正交加筋层合板的传声损失计算公式,并将计算结果与简化模型和板梁组合模型的计算结果进行对比... 基于经典层合板理论,计及加强筋弯曲及扭转运动影响,建立无限大正交加筋层合板传声损失的理论模型.采用空间谐波展开和虚功原理的方法,推导出正交加筋层合板的传声损失计算公式,并将计算结果与简化模型和板梁组合模型的计算结果进行对比,结果吻合良好,验证了所建模型的有效性及广适性.最后,数值分析了层合板铺设方式、铺设角度、刚度、材料损耗因子和加筋间距等参数对结构隔声性能的影响. 展开更多
关键词 经典层合板理论 正交加筋层合板 隔声
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玄武岩纤维复合材料舰船船体结构性能分析 被引量:6
12
作者 钟晨 唐文勇 +2 位作者 贺远松 杨磊 曹明法 《舰船科学技术》 北大核心 2007年第6期139-143,共5页
玄武岩纤维复合材料在耐高温、耐酸碱、介电等性能方面有一定的优势,且价格低廉。采用有限元方法,分别针对玄武岩纤维复合材料和玻璃纤维增强复合材料建造的典型舰体舱段,计算不同载荷下的结构力学性能。比较了不同载荷时舰体舱段总体... 玄武岩纤维复合材料在耐高温、耐酸碱、介电等性能方面有一定的优势,且价格低廉。采用有限元方法,分别针对玄武岩纤维复合材料和玻璃纤维增强复合材料建造的典型舰体舱段,计算不同载荷下的结构力学性能。比较了不同载荷时舰体舱段总体变形及局部关键位置的变形大小及应力水平。结果表明,玄武岩纤维复合材料应用于舰船结构制造,将能提高船体强度、降低制造成本,为舰船结构选用玄武岩纤维复合材料建造提供了参考依据。 展开更多
关键词 玄武岩纤维 复合材料 船体结构
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深海作业用非金属铠装脐带缆设计及性能验证
13
作者 张修占 沈慈来 +3 位作者 黄朝俊 周杰 余泽坤 袁振钦 《船海工程》 北大核心 2025年第6期17-21,27,共6页
针对传统金属铠装脐带缆在超深水环境中因重量过大而导致作业能力受限的问题,研发一种以芳纶纤维为核心铠装增强材料的非金属铠装脐带缆。该新型脐带缆通过材料创新与结构优化,具备超长连续生产能力和高强度性能,在满足470 kN安全工作... 针对传统金属铠装脐带缆在超深水环境中因重量过大而导致作业能力受限的问题,研发一种以芳纶纤维为核心铠装增强材料的非金属铠装脐带缆。该新型脐带缆通过材料创新与结构优化,具备超长连续生产能力和高强度性能,在满足470 kN安全工作载荷的前提下,实现了1400 kN的最小破断力,并显著降低了整体自重。在动态性能方面,其优异的耐反复收放疲劳特性能够满足长期海上作业需求;在传输性能方面,工作电压达6.6 kV,传输功率可达500 kW,可为水下设备提供高效电力与信号支持。针对6000 m超深水环境下的高压、低温及强腐蚀等严苛条件,系统分析脐带缆的设计要求,完成缆芯结构布局、耐海水材料选型及关键功能单元的设计与制造。通过室内综合性能测试及深水海试,结果表明,该脐带缆在可靠性与适用性方面均能满足超深水工程需求。 展开更多
关键词 非金属铠装 脐带缆 超深水 大功率 高强度 耐疲劳 海试
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数值仿真中单元密度对材料失效应变的影响 被引量:9
14
作者 陈永念 谭家华 《船海工程》 北大核心 2007年第6期1-4,共4页
对普通船用低碳钢拉伸实验进行数值校准计算,确定用于数值仿真计算中的材料最大失效应变参数。通过改变有限元网格大小,确定不同网格密度对应的材料失效应变与工程断裂应变的关系,绘制了数值计算中材料失效应变的修正系数α曲线。
关键词 有限元 数值仿真 材料失效应变 单元尺寸
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负泊松比格栅对夹层板的振动特性影响分析
15
作者 邵岳川 王献忠 +3 位作者 马伟佳 齐文超 叶曦 詹必鑫 《振动与冲击》 北大核心 2025年第3期18-25,90,共9页
以负泊松比复合材料夹层板为研究对象,对其振动特性展开研究。首先,设计并制备了夹层板模型,对其进行空气中的强迫振动试验;然后,基于有限元法建立数值模型进行仿真计算,对比试验与仿真结果验证了夹层板数值模型的合理性与可靠性;最后,... 以负泊松比复合材料夹层板为研究对象,对其振动特性展开研究。首先,设计并制备了夹层板模型,对其进行空气中的强迫振动试验;然后,基于有限元法建立数值模型进行仿真计算,对比试验与仿真结果验证了夹层板数值模型的合理性与可靠性;最后,探究了芯层中格栅截面的形式、角度、厚度以及格栅材料对整体夹层板振动特性的影响。研究表明:当芯层等效密度相同时,内凹六边形格栅更有利于结构的减振设计;结构振动响应随截面角度的减小而减小;截面厚度变化对不同频段内振动响应曲线影响不同,但对响应的峰值大小影响较小;格栅材料为增强碳/玻璃混杂纤维的夹层板振动响应最小。 展开更多
关键词 负泊松比 复合材料夹层板 振动特性 减振设计
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国内船用铝-钢爆炸复合过渡接头应用现状及展望 被引量:6
16
作者 闫晋辉 刘金涛 王显正 《材料开发与应用》 CAS 2020年第2期75-81,共7页
铝-钢爆炸复合过渡接头在船体设计建造中的应用日趋广泛,以常用的铝-铝-钢、铝-钛-钢两种材料组合为主要对象,对爆炸复合技术进行扼要介绍,分析过渡接头的基本性能特点,论述我国铝-钢过渡接头的材料体系、标准体系和焊接工艺方面的研究... 铝-钢爆炸复合过渡接头在船体设计建造中的应用日趋广泛,以常用的铝-铝-钢、铝-钛-钢两种材料组合为主要对象,对爆炸复合技术进行扼要介绍,分析过渡接头的基本性能特点,论述我国铝-钢过渡接头的材料体系、标准体系和焊接工艺方面的研究进展,分析铝-钢爆炸复合过渡接头在应用中存在的典型问题,指出应进一步完善现有铝-钢爆炸复合过渡接头的性能验证、焊接工艺、腐蚀防护等方面的要求,确保材料应用的安全可靠. 展开更多
关键词 铝-钢复合过渡接头 爆炸焊接 力学性能 焊接工艺
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富氧舱室环境火灾特性模拟 被引量:1
17
作者 伞兵 浦金云 +1 位作者 李营 李达 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2019年第5期611-615,共5页
针对现代舰船通常装备供氧系统的现实情况,选取舱室中普遍使用的聚氯乙烯材料作为舱室固体可燃物的代表,开展氧气泄漏造成的富氧环境对舱室火灾特性影响的FDS仿真研究。设计舱室火灾系列实验和细水雾灭火效能系列实验,分析PVC火源的热... 针对现代舰船通常装备供氧系统的现实情况,选取舱室中普遍使用的聚氯乙烯材料作为舱室固体可燃物的代表,开展氧气泄漏造成的富氧环境对舱室火灾特性影响的FDS仿真研究。设计舱室火灾系列实验和细水雾灭火效能系列实验,分析PVC火源的热释放速率、舱室温度、烟气能见度以及细水雾对火灾抑制作用,并提出这些变化是氧气浓度增加、氧气的冷却作用和舱室压力上升共同作用的结果。 展开更多
关键词 富氧环境 聚氯乙烯 细水雾 火灾特性 数值模拟
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锥台形观察窗有机玻璃结构特性分析与优化设计 被引量:1
18
作者 陈鹏 姜旭胤 +2 位作者 余俊 李艳青 叶聪 《舰船科学技术》 北大核心 2022年第22期32-35,共4页
采用有限元方法,基于观察窗有机玻璃的耐压试验数据,修正耐压试验模型的观察窗与窗座的摩擦系数,建立相对准确的结构特性分析方法。通过对锥台形观察窗有机玻璃结构特性的分析和参数化研究,得到了观察窗小端外缘损伤的原因,完成了锥台... 采用有限元方法,基于观察窗有机玻璃的耐压试验数据,修正耐压试验模型的观察窗与窗座的摩擦系数,建立相对准确的结构特性分析方法。通过对锥台形观察窗有机玻璃结构特性的分析和参数化研究,得到了观察窗小端外缘损伤的原因,完成了锥台形观察窗的优化设计。本文建立的观察窗结构特性分析方法可为潜水器观察窗的分析和设计提供参考。 展开更多
关键词 锥台形观察窗 有限元 优化设计
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深海钢悬链线立管(SCR)安装强度分析 被引量:11
19
作者 康庄 康有为 梁文洲 《船海工程》 2012年第1期92-95,共4页
在研究深水钢悬链立管(SCR)安装方法基础上,结合实际工程安装经验,提出了深水SCR在J-lay这种铺管方式下的安装方案,应用专业立管安装分析软件Orcaflex对各个安装过程进行实例分析,对安装过程中立管的安装强度进行校核。
关键词 钢悬链立管(SCR) J形铺管 安装强度分析
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舰船钢—铝结构过渡接头的应用及节点设计 被引量:10
20
作者 王承权 张京立 《船舶工程》 CSCD 北大核心 2004年第6期34-38,共5页
本文介绍了结构过渡接头 (STJ)的类型及特点 ,应用弹塑性理论分析了铝合金—纯铝—钢类型STJ的力学性能 ,探讨了各种类型STJ在舰船上的应用 ,并进行了节点设计。
关键词 船舶 结构过渡接头 力学性能 节点设计
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